一种齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机及其方法与流程

本发明属于材料压力成形加工装备技术领域，特别是一种齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机。

背景技术：

锻压生产在现代工业中占有极其重要的地位，锻压成形速度快、生产效率高、材料利用率高、能耗低。因此，锻压加工的零件数量在各行各业中所占比重很大。随着现代社会的发展，个性化的需求越来越多，产品成形要求越来越高，新型材料不断涌现，这就要求锻压生产设备具有很高的适应性和柔性，满足各种不同规格、类型、材料的产品生产需求。传统的锻压设备多为刚性设备，很难满足这种生产需求，因此具有高可控性、高柔性和高效率的自动化加工锻压设备就成为现在研究的一个热点，伺服压力机就是目前最典型的这类锻压设备。随着伺服压力机在汽车零件、电子零件等高精度、难成形加工领域中的应用，已经显示出其它压力机无可比拟的优越性。

目前伺服压力机的传动机构通常是将传统机械压力机的普通电机换成伺服电机将普通压力机改造成伺服压力机。将交换伺服马达的旋转而得到的直线运动变换为滑动件的升降移动。受伺服电机的容量限制，要实现大吨位的压力输出很困难，通常需要通过增加增力机构来实现，应用的典型机构有肘杆机构、螺杆驱动机构等。专利CN200610019910.X提出的伺服压力机采用多伺服电机驱动蜗轮蜗杆带动丝杠螺母最终完成滑块驱动，这种结构能够实现较高的输出力，但多电机同步控制难度大，不适合大尺寸的多点压力机。专利CN200710018064.4提出的伺服压力机，伺服电机通过皮带减速后传递到一组同步齿轮机构上，通过同轴固结的曲柄肘杆机构驱动滑块运动，这种结构能够实现对滑块运动的柔性控制，但保留了转动惯量飞轮，伺服压力机的可控性受到很大的约束。专利CN201110156820.6提出的伺服压力机，伺服电机驱动左、右旋丝杠，通过同步双向螺母推杆带动连杆支架摆动，同时连杆支架通过下连杆带动工作滑块上下运动。专利CN201510459446.5采用双电机对称布置多端面凸轮驱动偶数个独立肘杆式伺服压力机，通过设置推杆在端面凸轮中的空间运动轨迹控制滑块的形成及工作行程和空行程的运行速度。相关专利需要多电机协调，而且精密左右旋重载双向丝杠、双凸轮机构制造非常困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机，应用于材料成形加工的伺服压力机结构，伺服电机通过齿轮驱动双齿条带动对称的肘杆机构双点推动滑块上下运动，抗偏载能力强，结构简单，易于实现重载驱动。

实现本发明目的的技术方案为：一种齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机的方法，固定在机身的横梁上的伺服电机经减速机减速后通过齿轮驱动两齿条左右双向移动，带动滑动装置同步移动滑动，再通过肘杆带动上连杆、下连杆摆动，下连杆带动工作滑块上下运动，实现压力机的压力加工。

一种齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机，包括机身、工作滑块和主传动系统，所述主传动系统包括伺服电机、减速机、双向齿轮齿条机构和两套相同结构并对称设置的肘杆机构，该双向齿轮齿条机构两端各连接一套所述的肘杆机构；

所述的伺服电机驱动减速机，该减速机固定在机身的横梁上，减速机驱动双向齿轮齿条机构左右双向移动，该双向齿轮齿条机构带动两套肘杆机构摆动，该两套肘杆机构带动工作滑块上下运动，实现压力机的压力加工。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)伺服电机经减速后给齿条提供大推力，再经肘杆增力，滑块输出压力大，结构简单，易于实现，成本低，避免了多电机同步控制困难、左右旋双向重载丝杆或凸轮加工等一系列技术难题。(2)采用单电机驱动结构，将伺服电机的扭矩转化的齿条的双向推力，齿条带动滑动装置水平移动驱动肘杆机构推动滑块运动，再经肘杆机构放大形成压力机的滑块压力，在下死点附近的加压区间能够得到更大的加压力，扩大了额定载荷行程范围。(3)两条对称的运动支链双点支撑滑块，滑块导轨导向，运动过程中保证两侧机构同步，机身横梁与滑块之间有双点支撑，提高了压力机的抗偏载能力。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机的主视图。

图2为本发明的K向视图。

具体实施方式

结合图1和图2，本发明齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机的方法，固定在机身1的横梁上的伺服电机2经减速机3减速后通过齿轮7驱动两齿条8左右双向移动，带动滑动装置14同步移动滑动，再通过肘杆5带动上连杆4、下连杆6摆动，下连杆6带动工作滑块10上下运动，实现压力机的压力加工。

结合图1和图2，本发明齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机，包括机身1、工作滑块10和主传动系统，所述主传动系统包括伺服电机2、减速机3、双向齿轮齿条机构和两套相同结构并对称设置的肘杆机构，该双向齿轮齿条机构两端各连接一套所述的肘杆机构；

所述的伺服电机2驱动减速机3，该减速机3固定在机身1的横梁上，减速机3驱动双向齿轮齿条机构左右双向移动，该双向齿轮齿条机构带动两套肘杆机构摆动，该两套肘杆机构带动工作滑块10上下运动，实现对金属或非金属材料工件的压力加工。。

所述双向齿轮齿条机构由两根齿条8、齿轮7、滑动装置14、两导轨15组成，所述两根齿条8设置在齿轮7两侧，各齿条8连接一个滑动装置14的一端，所述齿条8和滑动装置14由两根导轨15导向，并在两根导轨15左右双向移动，该两根导轨15固定在机身1的横梁上，两个滑动装置14的另一端连接肘杆机构。

所述每套肘杆机构由三角肘杆5、上连杆4和下连杆6组成，该上连杆4与机身1的横梁连接，下连杆6与工作滑块10连接，三角肘杆5分别连接滑动装置14另一端、上连杆4和下连杆6，从而构成一条运动支链，所述两条运动支链沿压力机中心对称设置，机身1的横梁和工作滑块10之间通过该两条运动支链连接，形成一个封闭的结构，该工作滑块10由固定在床身1的导轨9导向。

所述上连杆4分别与机身1的横梁、三角肘杆5之间采用转动铰链11a、11b连接，下连杆6分别与三角肘杆5、工作滑块10之间采用转动铰链13a、13b连接，三角肘杆5与滑动装置14之间采用转动铰链12连接。

结合图2，本发明的两移动齿条8对称分布在齿轮两侧，由固定在机身的横梁1上导轨15导向，推动两滑动装置14左右移动，结构简单，水平受力相互平衡，机身横梁受力小，减少了机身变形，确保滑块的运动精度。

本发明的机身1固定不动，工作滑块10通过两条对称的运动支链(上连杆4、三角肘杆5和下连杆6)的连接到机身1上，并构成一个封闭结构，驱动工作滑块10的运动也在该对称轴线上，由结构的对称性可知，工作滑块10的运动也是对称的，即不会出现水平方向上的运动自由度。

本发明齿轮齿条驱动双肘杆增力大吨位伺服压力机的工作过程为：伺服电机2经减速机3减速后通过齿轮7驱动两齿条8左右双向移动，带动滑动装置14同步左右滑动，再通过肘杆5带动上连杆4、下连杆6摆动，下连杆6带动工作滑块10上下运动，实现对金属或非金属材料工件的锻压加工，可以通过伺服电机的转动控制来控制工作滑块的运动状态，满足压力机对不同材料、不同产品结构成形加工的需要。